微生物技術將給農業帶來光明前景—新聞—科學網

2020-11-26 科學網

 

■江志陽

日前，美國白宮科學和技術政策辦公室（OSTP）與聯邦機構、私營基金管理機構等共同宣布啟動「國家微生物組計劃」，該計劃旨在所有的生態系統、大自然及人造世界裡推動最前沿微生物科學的研究與技術創新水平。

微生物組是由包括細菌、古細菌、真菌、原生生物和病毒等微生物組成的生態系統，它存在於生態系統的各個角落，發揮著不可替代的作用。

這一計劃開啟了研究團體、聯邦政府和產業界之間的複雜對話。美國政府已承諾，將撥款1.21億美元帶頭啟動一系列微生物科學領域新的研究項目。與此同時，大學、產業界及私人基金會等也有望投入共計4億美元用於推動基礎研究。

微生物組研究的產業和臨床應用前景十分光明。除了工業領域，農業也在利用微生物技術來提高農作物的韌力、抵抗力和生產力。已有很多大型企業和研究機構投巨資研究農業微生物產品，其主要用於防病、增強植物抗逆性、提升品質等方面；也有的為了促進植物在極端條件下的生長，對提高種植效益、促進農業種植多樣化、保護環境、改善糧食安全都有益處。

作為微生物學的一個分支學科，農業微生物學與農業生產實踐密切相關，其研究與農業有關微生物的特性、生命活動規律及其作用過程的調控，從而促進農業生產發展。

筆者認為，雖然農業微生物學這門學科還很「年輕」，但它對農業發展已經做了大量促進工作。在國際上對微生物逐步重視的形勢下，我國的農業微生物學也應該有新的發展計劃。未來幾年應該著重發展以下幾個方面的研究工作。

一是開展利於腐殖質形成的微生物研究。腐殖質是決定土壤肥力的重要組成部分之一，它是微生物分解植物殘體過程中產生的。研究證實，土壤腐殖質含量越多，土壤越肥沃。當前可利用的秸稈、養殖糞便、養殖汙水、園林廢棄物、餐飲垃圾、生活汙泥等都是可用的，其中需要深入開展不同成分、不同條件、不同性價比的腐殖質研究。

二是加強根際微生物探索。根際微生物是對植物根系直接影響的土壤範圍內生長繁殖的一種微生物。根際微生物和植物間是互生關係，與植物根系相互作用、相互促進。微生物大量聚集在根系周圍，將有機物轉變為無機物，為植物提供有效的養料;同時，微生物還能分泌維生素，生長刺激素等，促進植物生長。應該加強根際微生物作用機理的生長條件研究。

三是豐富功能微生物群體。功能型微生物泛指對環境和人類生產、生活有促進作用的具有特殊功能的微生物菌株。由於化學肥料和農藥的過量不合理使用，導致土壤和水體養分富集，營養元素固定，這就需要微生物進行活化，以達到減肥、減藥、增效的目的。同時，低品位的礦石再利用也涉及到微生物活化利用的問題。另外在防真菌和線蟲方面也應該多做工作。

四是勿忘極端微生物。極端微生物是最適合生活在極端環境中的微生物的總稱，包括嗜熱、嗜冷、嗜酸、嗜鹼、嗜壓、嗜金、抗輻射、耐乾燥和極端厭氧等多種類型。當前在林業、沙地治理以及化學肥料復配等多方需要有明顯進展。以我國實施多年的北方地區秋冬季秸稈還田為例，調查顯示，北方地區10月份左右進行收割、秸稈還田、噴灑腐熟劑，由於溫度低，腐熟劑沒有達到預期效果，大量的腐熟劑項目資金白白浪費，甚是可惜。反之，如果有耐低溫菌株可供應用，那麼這一措施還是可以進行的。

（作者單位：中國科學院瀋陽應用生態研究所）

《中國科學報》 (2016-07-13 第5版 農業周刊)

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